Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388955%3A_____%2F19%3A00507980" target="_blank" >RIV/61388955:_____/19:00507980 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://hdl.handle.net/11104/0298945" target="_blank" >http://hdl.handle.net/11104/0298945</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ab3951" target="_blank" >10.1088/2058-9565/ab3951</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Quantum simulations are bound to be one of the main applications of near-term quantum computers. Quantum chemistry and condensed matter physics are expected to benefit from these technological developments. Several quantum simulation methods are known to prepare a state on a quantum computer and measure the desired observables. The most resource economic procedure is the variational quantum eigensolver (VQE), which has traditionally employed unitary coupled cluster as the ansatz to approximate ground states of many-body fermionic Hamiltonians. A significant caveat of the method is that the initial state of the procedure is a single reference product state from a classical Hartree–Fock calculation with no pairing correlations, hence it cannot represent superconducting states. In this work, we propose to improve the method by initializing the algorithm with a more general fermionic Gaussian state, an idea borrowed from the field of nuclear physics. We show how this Gaussian reference state can be prepared with a linear-depth circuit of quantum matchgates. By augmenting the set of available gates with nearest-neighbor phase coupling, we generate a low-depth circuit ansatz that can accurately prepare the ground state of correlated fermionic systems. This extends the range of applicability of the VQE to systems with strong pairing correlations such as superconductors, atomic nuclei, and topological materials.n

  • Název v anglickém jazyce

    Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer

  • Popis výsledku anglicky

    Quantum simulations are bound to be one of the main applications of near-term quantum computers. Quantum chemistry and condensed matter physics are expected to benefit from these technological developments. Several quantum simulation methods are known to prepare a state on a quantum computer and measure the desired observables. The most resource economic procedure is the variational quantum eigensolver (VQE), which has traditionally employed unitary coupled cluster as the ansatz to approximate ground states of many-body fermionic Hamiltonians. A significant caveat of the method is that the initial state of the procedure is a single reference product state from a classical Hartree–Fock calculation with no pairing correlations, hence it cannot represent superconducting states. In this work, we propose to improve the method by initializing the algorithm with a more general fermionic Gaussian state, an idea borrowed from the field of nuclear physics. We show how this Gaussian reference state can be prepared with a linear-depth circuit of quantum matchgates. By augmenting the set of available gates with nearest-neighbor phase coupling, we generate a low-depth circuit ansatz that can accurately prepare the ground state of correlated fermionic systems. This extends the range of applicability of the VQE to systems with strong pairing correlations such as superconductors, atomic nuclei, and topological materials.n

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Quantum Science and Technology

  • ISSN

    2058-9565

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    4

  • Číslo periodika v rámci svazku

    4

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    15

  • Strana od-do

    045005

  • Kód UT WoS článku

    000484173900001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85079572934